豫南地區水稻露天和大棚育秧方式氣候資源對比分析

申錦程,余 璐

(1.信陽市平橋區氣象局,河南 信陽 464000；2.信陽氣象站，河南 信陽 464000)

1 信陽水稻狀況

1.1 信陽水稻生產概況

信陽是農業大市，農業是我市的基礎產業和優勢產業。水稻是信陽第一大糧食作物，種植面積約10 494.75 m2左右，占全省水稻種植面積的70%。信陽稻區在生態上是典型秈粳交叉地帶，秈稻的單產和品質在全國處于中上水平，生產成本在全國屬于中低水平，加之良好的區位優勢，發展稻米生產有助于提高信陽糧食生產的優勢，而水稻占信陽糧食播種面積的50%，因此，水稻生產在信陽占據著重要地位。

在過去農業生產水平低下的情況下，信陽水稻種植“靠天吃飯”是一種常態。豫南地區水稻播種期的界限溫度為日平均氣溫穩定通過12℃，否則就會出現爛種爛秧現象。近年來，隨著全球氣候變暖和農業新技術的不斷推廣和應用，塑料大棚育秧技術的快速發展，水稻的播期大幅度提前，可充分利用信陽的氣候資源，尤其是熱量資源。這樣，可嘗試開展再生稻生產，從而提高土地利用率，增加水稻產量，為糧食安全做出貢獻。

1.2 信陽1997-2017年水稻產量及面積分析

近年來水稻種植面積處于平穩略增變化趨勢；單產已進入歷史高位，很難有突破性進展；總產處于平穩略增趨勢，但增長幅度有限。在這樣的背景下，要想取得水稻產量大幅度提高，更好地保障國家糧食安全，僅從增加單產來實現總產的突破，已進入了技術瓶頸期。那么我們要想增加水稻總產，通過合理開發利用氣候資源的方式，提高水稻單位面積的復種指數，有望獲得技術上的突破，進而實現產量的大幅度增加。

2 露天育秧農業氣象條件分析

對1981-2010年信陽露天育秧方式下三個農氣基本站(信陽、固始、潢川)水稻各發育期日期，進行統計分析，確定各發育期平均值、全生育期≥10℃有效積溫、全生育期天數。

表1 信陽水稻歷年發育期平均值(1981-2010) (月·日)

從表1可知,信陽露天育秧在每年的4月下旬為適宜播種期，9月中旬收獲，其生育期為142 d左右。

水稻是一種喜溫、喜濕、喜光的作物，它的一生與氣象條件有著密切的關系，從播種到成熟只有滿足它對光、熱、水的要求，水稻才能獲得較高的產量。水稻的發育期一般分為播種、出苗、三葉、移栽、返青、分蘗、拔節、孕穗、抽穗、乳熟、成熟期11個發育期。

露天育秧方式在每年的4月中、下旬為適宜播種期，9月上、中旬收獲，其生育期為142 d左右。在水稻各生育期當中，對溫度的要求有著不同的適宜范圍和臨界值(見表2)。在溫度適宜的情況下，水稻生命過程強烈，植株生長健壯，能順利地通過各生育期階段，當溫度低于或高于臨界溫度時，水稻的生長發育就要受到抑制。

表2 1981-2010年水稻溫度條件

從表2可知, 播種日期4月26日,適宜日平均氣溫 12℃;移栽日期6月3日,適宜日平均氣溫 15℃; 成熟日期9月14日,適宜氣溫 20-25℃; 日平均氣溫 22℃。

從1981-2010年信陽露天育秧方式，水稻不同生育階段氣象條件來看：全市各生育期的溫度條件均處于適宜或偏高狀態，完全能夠滿足水稻對熱量條件的需求，同時熱量資源還有浪費之勢，隨著科學技術的不斷進步，充分開發利用信陽熱量氣候資源，提高水稻復種指數，對保障全市糧食安全將會產生積極的作用。信陽種一季水稻熱量資源有剩余，二季水稻熱量不足，用大棚育秧技術、人工調節小氣候和變一季為二季，使水稻生長周期短，解決熱量不足問題。

3 大棚育秧農業氣象條件分析

3.1 大棚育秧的作用

每年的4月中、下旬是我市雜交一季水稻的育秧時期，這期間冷暖空氣交替頻繁，氣溫波幅大。在暖空氣控制時最高氣溫可達20℃以上，當冷空氣或寒潮入侵氣溫可降低至0℃以下，常伴有連陰雨天氣出現，對早稻育秧影響很大：催芽后的稻谷不能及時播種，造成爛種，影響催芽質量；稻谷落泥后，需要3～5 d晴好天氣才利于種子的扎根和出苗，如果此時趕上低溫連陰雨天氣，幼苗根部生長就要受到抑制，發生爛根爛苗的現象。實驗表明：陰雨持續3 d以上爛根率達10.2%，持續4 d可達11.7%，持續5 d以上爛根率可達25.3%。因此低溫連陰雨天氣是造成水稻播種的重要影響因素。

目前信陽水稻種植多采用常規育秧(露天育秧)的方式，常遇到倒春寒和連陰雨天氣的出現，秧苗成活率不高，而塑料大棚育秧能有效解決這一問題。

3.2 大棚育秧氣象條件分析

2017年、2018年分別在信陽市平橋區農業種植專業合作社內開展塑料大棚育秧與露天育秧對比試驗，以期獲得塑料大棚育秧方式進行再生稻生產的適宜農業氣象指標。

從表3可知，大棚育秧各生育期從播種到移栽，處理1各生育期提前62 d左右，處理2各生育期提前54 d左右，處理3各生育期提前43 d左右，處理4各生育期33 d左右，處理5各生育期提前23 d左右。

表3 大棚育秧各生育期時間和棚外對比結果 (d)

3.2.1 試驗方法 主要有：

供試品種：黃華占。

品種類型、熟性：常規秈稻、早熟。

育種方式：塑料大棚育秧。

3.2.2 秧田試驗 從表4可以看出，從播種到移栽，每10天播種一期，共6個播期：2月20日、3月1日、3月11日、3月21日、4月1日、4月11日，其中4月11日播種的秧苗，作為大田試驗的對照區用苗。秧齡均控制在45 d左右。

表4 播種～移栽期對比

從圖1、圖2播種期棚內外逐日平均氣溫可以看出，使用大棚育秧，使得棚內日平均氣溫高于棚外日平均氣溫6℃左右，2月底日平均氣溫偏底，由于播種期的適宜氣溫是12～18℃，水稻播種期的界限溫度為日平均氣溫穩定12℃， 2月中下旬溫度低于12℃，不適合水稻的播種，自3月初開始大棚內溫度穩定通過12℃，是適宜播種期。

表5 播種期棚內(外)溫度對比 (℃)

表5是播種期棚內外溫度對比表，在大棚里分別對5個處理區和一個對照區進行播種實驗，分析這5個處理區和一個對照區2017、2018年棚內外溫度，從表中可以看出，兩年試驗結果表明，棚內日平均氣溫均高于棚外日平均氣溫，且2月底播種棚內外日平均氣溫較底，其它圴通過人工調節小氣候，均可以穩定通過12℃的適播溫度。

表6 處理1發育期棚內(外)溫度對比 (℃)

表7 處理2發育期棚內(外)溫度對比 (℃)

表8 處理3發育期棚內(外)溫度對比 (℃)

表9 處理4發育期棚內(外)溫度對比 (℃)

表10 處理5發育期棚內(外)溫度對比 (℃)

表11 對照區發育期棚內(外)溫度對比 (℃)

從表6～11可以看出：分別對這5個處理區和一個對照區的發育期(播種、出苗、三葉、移栽)進行棚內外氣溫和積溫進行分析對比，氣溫是日平均氣溫(單位：℃)。2月下旬至4月上旬大棚外的溫度相對偏低、且變化幅度較大，忽高忽低；而棚內溫度相對穩定，穩步上升趨勢明顯，除2月下旬偏低，造成棚內秧苗生長速度放緩外，其余時段棚內的溫度基本滿足了秧苗的正常生長。也就是說，采用大棚育秧方式，可以使得棚內比棚外日平均溫度提高6℃左右，棚內的日平均氣溫和有效積溫增加，使得豫南地區的水稻播種期提前至3月初，比傳統的4月中、下旬播種可提前近54 d，所以，當日平均氣溫穩定通過6.5℃以上，我們可以采用大棚育秧的方式進行水稻育秧。

適宜移栽期氣溫指標是大于15℃，平均氣溫在24.4℃左右，而當日平均氣溫通過15.0℃以上時，是移栽期的氣溫指標，日期是4月12日。

3.2.3 再生稻試驗 方法(組合)：常規秈稻+再生稻(再生稻是利用頭季水稻收割稻樁上存在的休眠芽，在適宜的溫、光等自然條件下，通過追施催芽肥及水分管理等技術措施促進再生蘗發育，進而生長、抽穗，60～80 d后成熟，增加再收一季水稻)，方案如下：

設置5個處理(A、B、C、D、E)，每個處理設置2個重復(A1、A2；B1、B2；C1、C2；D1、D2；E1、E2)；

1個對照區(CK)。

小區面積根據大田的實際面積來確定，不作硬性規定。

待處理1(第一個播期)的二個重復成熟收獲后，單收單打，計算出平方米平均產量，作為第一季產量。

然后進行再生稻試驗，成熟收獲后單收單打，計算再生稻產量。具體方法：將第一季水稻沿上部2/5處收割后，在稻茬處用920溶液進行噴灑(配比方法：每667 m2用3 g 920進行配比，先按1∶50的比例把920溶液溶入95%的醫用酒精中進行稀釋，再按1∶100的比例把稀釋好的920溶液兌水稀釋，然后噴灑在稻茬上，進行再生稻萌發處理)。最后在稻茬處每畝追施30KG尿素。

處理2、處理3、處理4、處理5以此類推。

3.2.4 試驗結果與分析 通過2017年、2018年兩年的大田試驗：對6個不同處理的播期水稻成熟收獲后，單收單打，分別計算平均單產；然后再進行再生稻試驗，成熟收獲后同樣是單收單打，計算再生稻單產。兩項產量之和即為再生稻的最終產量。詳情見表12。

表12 2017-2018年再生稻收獲期及生長周期

從表12表可以看出：再生稻一般3月初左右開始播種，10月下旬左右結束，整個生育期240 d左右。再生稻第一季的生育期積溫1 910.3℃，從播種到收獲，共168 d；再生稻第二季的生育期積溫682.8℃，從休眠芽、再生蘗發育、抽穗到收獲，共60～80 d左右；

表13 2017年分期育秧頭茬稻和再生稻的綜合產量

從表13可以看出，2017年頭茬稻和再生稻產量共為642～1 023 kg。第一個處理因氣溫低減產外，其他四個處理比信陽近五年信陽單季稻平均產量640 kg，增產360～390 kg。對照區因播種在4月11日，成熟期(9月上旬)溫度較低，不利于稻茬再萌芽，無再生稻。

2018年對春稻再生稻進行再試驗。早稻育秧期在3月上旬至4月中旬，從3月1日開始，每10天播種一期，分5個播期(3月1日、3月11日、3月21日、4月1日、4月11日)，共五個處理。其中4月11日播種的秧苗，作為大田試驗的對比觀測用苗。秧齡均控制在45 d左右。成熟期在8月中旬，產量為0.92～0.98 kg·m-2，再生稻產量共為0.51～0.57kg·m-2。

表14 2018年分期育秧頭茬稻和再生稻的綜合產量

從表14可以看出，2018年頭茬稻和再生稻產量共為948～1 033 kg。四個處理比信陽正常年份單季稻產量640 kg增產301～393 kg。對照區因播種在4月11日，成熟期(9月上旬)溫度較低，不利于稻茬再萌芽。由此可知再生稻適宜播種期是3月1日到4月1日；再生稻適宜移栽期是4月12日至5月12日。塑料大棚育秧可將播期提前25～54 d，移栽期提前20～52 d左右，早稻收獲期提前30 d左右。由此可知塑料大棚育秧是生產再生稻的重要技術支撐。

4 結論

4.1 大棚作用

常規育秧方式雖然管理簡單，種植成本相對較低，但對土地和氣候資源的利用率較低；采用大棚育秧方式，可將水稻的播種期提前50 d左右，可充分開發利用氣候資源，提高復種指數，實現豫南地區從一季稻改為雙季稻的耕種制度，且生產大幅提升，提高農民收益，為豫南地區大幅提升糧食產量提供技術支撐。該技術可在豫南稻區進行推廣，社會經濟效益將十分顯著。

4.2 農業氣象指標

適宜播種期指標日平均氣溫6.5℃，播種期是3月1日。要進一步開展再生稻試驗，掌握再生稻生產的關鍵技術，形成技術體系。大力宣傳再生稻種植的優越性，引起地方政府的高度重視，提高農民種植再生稻的積極性。